【正文】 此信號變化，從而達到控制激光輸出特性的目的，如圖4所示。整個器件由鋁制外殼安裝。圖5聲光調(diào)制器外形尺寸輸出圖6 驅(qū)動電源外形尺寸驅(qū)動電源由振蕩器、轉(zhuǎn)換電路、調(diào)制門電路、電壓放大電路、功率放大電路組成。外形尺寸和安裝尺寸如圖6示（單位：mm）。調(diào)制輸入電信號幅度在250～350mV之間；(3).調(diào)整聲光器件在光路中的位置和光的入射角度，在一級衍射光達到最好狀態(tài)； (4).驅(qū)動電源“調(diào)制輸入”端接上外調(diào)制信號，并撥動調(diào)制開光到“調(diào)制”即可正常工作；(5). +24V的直流工作電壓不得接反，否則驅(qū)動電源燒壞；(6).驅(qū)動電源不得空載，即加上直流工作電壓前，應(yīng)先將驅(qū)動電源“輸出”端與聲光器件或其他50Ω負載相連；(7).產(chǎn)品應(yīng)小心輕放，特別是聲光器件更應(yīng)注意，否則將可損壞晶體而報廢；(8).聲光器件的通光面不得接觸，否則損壞光學(xué)增透膜。調(diào)整光路同軸等高，使激光束按照一定角度入射聲光調(diào)制器晶體，保證激光束穿過晶體后出現(xiàn)清晰的衍射光斑在白紙上；觀察該布拉格衍射光斑，并通過測量01級衍射光斑的距離和晶體到白紙屏的距離計算衍射角。分別測量1級或1級衍射光與0級光的光強值，其比值為衍射效率。調(diào)整聲光調(diào)制器下端的可調(diào)棱鏡支架和可變光闌位置使揚聲器接收到的音樂更清晰。答：聲光效應(yīng)是指光通過某一受到超聲波擾動的介質(zhì)時發(fā)生衍射的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是光波與介質(zhì)中聲波相互作用的結(jié)果。磁場中某些非旋光物質(zhì)具有旋光性，該現(xiàn)象稱為“法拉第(Faraday)效應(yīng)”或“磁致旋光效應(yīng)”。 實驗?zāi)康?．掌握磁光效應(yīng)的原理和實驗方法。磁場可以使某些非旋光物質(zhì)具有旋光性。當(dāng)線偏振光在媒質(zhì)中沿磁場方向傳播距離后，振動方向旋轉(zhuǎn)的角度 (41)式中是磁感應(yīng)強度，是物質(zhì)常數(shù)，稱為維爾德(Verdet)常數(shù)。自然旋光效應(yīng)是由晶體的微觀螺旋狀晶格結(jié)構(gòu)引起的，與光波傳播的正反向無關(guān)。在一個固定的坐標(biāo)系內(nèi)觀察磁光效應(yīng)，例如光波沿著z軸正向傳播時為正，延z軸反向傳播時，由于磁場相反，偏振面相對于傳播方向旋向相反，但在固定坐標(biāo)系內(nèi)看，仍為正，這顯然是光波傳播方向和偏振面旋轉(zhuǎn)方向同時反向的結(jié)果。，永磁鐵，磁光玻璃棒等。白屏檢偏器磁光晶體永磁鐵圖1 磁光效應(yīng)實驗光路圖安裝氦氖激光器，使其水平。去掉磁光介質(zhì)，調(diào)整出射位置偏振片角度，使得出射光強最弱，記錄此時檢偏器刻度。記錄此時檢偏器刻度，磁光旋轉(zhuǎn)角度，有公式，計算維爾德常數(shù)，是導(dǎo)光柱的長度，是磁場強。并與參考值比較，維爾德常數(shù)參考值=980176。T。 磁場強度角度變化/176。實驗五 激光模式分析在激光器的生產(chǎn)與應(yīng)用中，我們常常需要先知道激光器的模式狀況，如精密測量、全息技術(shù)等工作需要基橫模輸出的激光器，而激光器穩(wěn)頻和激光測距等不僅要基橫模而且要求單縱模運行的激光器。； 。 USB驅(qū)動程序的安裝USB接口是計算機和儀器之間數(shù)據(jù)交換的通道，在使用應(yīng)用程序之前要先安裝USB接口的驅(qū)動程序。在此過程中，如果系統(tǒng)提示插入驅(qū)動程序盤或提示找不到文件，您只需再次指定前面的安裝路徑即可。 硬件裝置圖請依照下面的裝置圖來安裝硬件。在上圖中，端口10通過配套的線纜與示波器相連接。如果用某種激勵方式，將介質(zhì)的某一對能級間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，由于自發(fā)輻射和受激輻射的作用，將有一定頻率的光波產(chǎn)生，在腔內(nèi)傳播，并被增益介質(zhì)逐漸增強、放大，見圖1。因能級有一定寬度，加之粒子在諧振腔內(nèi)運動受多種因素的影響，實際激光器輸出的光譜線寬度是由自然增寬、碰撞增寬和多普勒增寬疊加而成。例如低氣壓、小功率的HeNe激光器6328埃譜線，以多普勒增寬為主，增寬線型基本呈高斯函數(shù)分布，寬度約為1500MHz，見圖2。但只有單程放大，還不足以產(chǎn)生激光，還需要有諧振腔對其光學(xué)反饋，使光在多次往返傳播中形成穩(wěn)定、持續(xù)的振蕩，才有激光輸出的可能。式中，μ是折射率，對氣體μ≈1；L是腔長；q是正整數(shù)。相反,腔越短, △v縱越大,在相同的增寬曲線范圍內(nèi),.,一方面有增益,使光不斷增強。本實驗正是通過它將彼此頻率差異甚小（幾十至幾百MHZ），用眼睛和一般光譜儀器都分不清的各個不同縱模、不同橫模展現(xiàn)成頻譜圖來進行觀測的。共焦球面掃描干涉儀是一個無源諧振腔，由兩塊球形凹面反射鏡構(gòu)成共焦腔，即兩塊鏡的曲率半徑和腔長相等，R1= R2=，兩塊鏡中的一塊是固定不變的，另一塊固定在可隨外加電壓而變化的壓電陶瓷環(huán)上，如圖6所示。②為壓電陶瓷環(huán)，其特性是若在環(huán)的內(nèi)外壁上加一定數(shù)值的電壓，環(huán)的長度將隨之發(fā)生變化，而且長度的變化量與外加電壓的幅度成線性關(guān)系，這正是掃描干涉儀被用來掃描的基本條件。但是當(dāng)線性關(guān)系不好時，會給測量帶來一定誤差。實驗中要輕拿輕放，在做完實驗后要小心保管。⑴自由光譜范圍當(dāng)一束激光以近光軸方向射入干涉儀后，在共焦腔中經(jīng)四次反射呈x形路徑,光程近似為4l,如圖7所示,光在腔內(nèi)每走一個周期都會有部分光從鏡面透射出去,如在A,B點,形成一束束透射光1,2,3,…和1’,2’,3’…,這時我們在壓電陶瓷上加一線性電壓,當(dāng)外加電壓使腔長變化到某一長度la,正好使相鄰兩次透射光束的光程差是入射光中模波長為λa的這條譜線的整數(shù)倍時,即4la=kλa, (6)此時模λa將產(chǎn)生相干極大透射,而其他波長的模則相互抵消(k為掃描干涉儀的干涉序數(shù),是一個整數(shù)).同理,外加電壓又可使腔長變化到lb,使模λb符合諧振條件,極大透射,而λa等其他模又相互抵消……因此,透射極大的波長值與腔長值有一一對應(yīng)關(guān)系,只要有一定幅度的電壓來改變腔長,就可以使激光器具有的所有不同波長(或頻率)的模依次相干極大透過,若入射光波長范圍超過某一限定時,外加電壓雖可使腔長線性變化,但一個確定的腔長有可能使幾個不同波長的模同時產(chǎn)生相干極大,造成重序,例如,當(dāng)腔長變化到可使λd極大時, λa會再次出現(xiàn)極大,有4 ld= kλd=(k+1)λa (7)即k序中的λd和k+1序中的λa 同時滿足極大條件,兩種不同的模被同時掃出,(.)△ △ ..,可得λdλa=λa2/4l (8)由于λd與λa間相差很小,可共用λ近似表示 △ .= λ2/4l ( 9)用頻率表示,即為 △.=c/4l (10)在模式分析實驗中,由于我們不希望出現(xiàn)式(7)中的重序現(xiàn)象,故選用掃描干涉儀時,必須首先知道它的△△v,并使△. △v,才能保證在頻譜圖上不重序,腔長與模的波長或頻率間是一一對應(yīng)關(guān)系.自由光譜范圍還可用腔長的變化量來描述,即腔長變化量為λ/,四倍路程的光程差正好等于λ,干涉序數(shù)改變?yōu)?.另外,還可看出,當(dāng)滿足△. △v條件后,如果外加電壓足夠大,可使腔長的變化量是λ/4的I倍時,那么將會掃描出I個干涉序,激光器的所有模將周期性地重復(fù)出現(xiàn)在干涉序k,k+1,…,k+i中,如圖8所示.⑵精細常熟精細常數(shù)F是用來表征掃描干涉儀分辨本領(lǐng)的參數(shù),它的定義是:自由光譜范圍與最小分辨極限之比,F=πR/1R (11)R為凹面鏡的反射率,從式11看,F只與鏡片的反射率有關(guān),實際上還與共焦腔地調(diào)整精度,鏡片加工精度,F=△ ./δλ. (12)顯然, δλ應(yīng)是干涉儀能分辨出的最小波長差,我們用儀器的半寬度△λ代替,實驗中就是一個模的半值寬度,從展開的頻譜圖中我們可以測定出F值的大小. 進入系統(tǒng)后，首先彈出如圖41所示的工作界面，同時彈出一個對話框提示對硬件的檢測結(jié)果,如42所示。菜單欄中包括“文件” 、“查看” 、“工作” 、“參數(shù)設(shè)置”、“數(shù)據(jù)處理”、“工具”、“系統(tǒng)”、“窗口”和“幫助”菜單項。下面簡單介紹一下菜單欄中各菜單的功能：1.“文件” 菜單 l 新建 新建一個視窗來顯示新的實驗l 打開 打開一個已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)文件l 關(guān)閉 關(guān)閉當(dāng)前的視窗，之前提示保存l 保存 把當(dāng)前的視窗中的數(shù)據(jù)保存在文件中l(wèi) 另存為 把當(dāng)前的視窗中的數(shù)據(jù)另外保存在文件中l(wèi) 輸出 把當(dāng)前的視窗中的數(shù)據(jù)以文本格式輸出l 打印 打印當(dāng)前的視圖l 打印預(yù)覽 顯示打印時的外觀 l 打印設(shè)置 設(shè)置打印機的屬性及打印參數(shù) l 最近文件 快速打開最近使用過的文件 l 退出 退出當(dāng)前控制處理系統(tǒng)2.“查看”菜單 在這里可以設(shè)置工具欄、狀態(tài)欄、數(shù)據(jù)處理工具欄顯示與否3.“工作”菜單 測量 開始采集數(shù)據(jù)點，快捷鍵是F5校準(zhǔn)電壓 點擊后彈出如下對話框,可根據(jù)說明進行調(diào)整校 數(shù)字示波器 點擊后彈出如下對話框,可根據(jù)說明進行操作4.“參數(shù)設(shè)置”菜單 這個菜單里可以進行一些設(shè)置,如顯示模式等,也可以讓數(shù)據(jù)點都在曲線上顯示出來. 5.“數(shù)據(jù)處理”菜單 這個菜單里對應(yīng)一些命令,可以對原始數(shù)據(jù)進行各種處理,如傅氏變換等,可以根據(jù)需要進行不同的選擇. 6.“工具”菜單 依靠這個菜單里的命令,可以調(diào)出系統(tǒng)中的計算器及記事本,進行計算及做一些紀(jì)錄. 7.“系統(tǒng)”菜單 依靠這個命令可以將系統(tǒng)復(fù)位.8.“窗口”菜單 在這里可以新建窗口,重新排列已有的窗口. 9. “幫助”菜單 在這里可以調(diào)出幫助文件,還可以看到版本信息. 工具欄 軟件在工作界面上提供了兩條快捷工具欄，快捷工具欄由一組工作按鈕組成，分別對應(yīng)某些菜單項或菜單命令的功能，用戶只需用鼠標(biāo)左鍵單擊按鈕，. 工作區(qū)工作區(qū)是用戶繪制、瀏覽、編輯譜線的區(qū)域，工作區(qū)可同時顯示幾組曲線 狀態(tài)欄狀態(tài)欄用來顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)。其實驗內(nèi)容與步驟和用示波器觀測大同小異，只是用軟件觀測可以更準(zhǔn)確的測量各個數(shù)值。3．了解光敏三極管結(jié)構(gòu)、性能和VI特性。： 主機箱、 光電器件實驗（一）模板 、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池、發(fā)光二極管、4位數(shù)顯萬用表DC 20mA電流檔（自備）。 光敏元件的物理基礎(chǔ)是光電效應(yīng)，在光輻射作用下電子逸出材料的表面，產(chǎn)生光電子發(fā)射稱為外光電效應(yīng)，或光電子發(fā)射效應(yīng)，基于這種效應(yīng)的光電器件有光電管、光電倍增管等。光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)則屬于內(nèi)光電效應(yīng)。光電效應(yīng)通常分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩大類，幾乎大多數(shù)光電控制應(yīng)用的元件都是此類，通常有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池等。 若光照射到某些半導(dǎo)體材料上時，透過到材料內(nèi)部的光子能量足夠大，某些電子吸收光子的能量，從原來的束縛態(tài)變成導(dǎo)電的自由態(tài)，這時在外電場的作用下，流過半導(dǎo)體的電流會增大，即半導(dǎo)體的電導(dǎo)會增大，這種現(xiàn)象叫光電導(dǎo)效應(yīng)。前者是指能量足夠大的光子使電子離開價帶躍入導(dǎo)帶，價帶中由于電子離開而產(chǎn)生空穴，在外電場作用下，電子和空穴參與電導(dǎo)，使電導(dǎo)增加。雜質(zhì)型光電導(dǎo)的長波限比本征型光電導(dǎo)的要長的多。 2．光生伏特效應(yīng)在無光照時，半導(dǎo)體PN結(jié)內(nèi)部自建電場。載流子在結(jié)區(qū)外時，靠擴散進入結(jié)區(qū)；在結(jié)區(qū)中時，則因電場E的作用，電子漂移到N區(qū)，空穴漂移到P區(qū)，結(jié)果使N區(qū)帶負電荷，P區(qū)帶正電荷，產(chǎn)生附加電動勢，此電動勢稱為光生電動勢，此現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。 光敏元件的基本特性則包括：伏安特性、光照特性等。改變照度則可以得到一簇伏安特性曲線。光敏元件的光譜靈敏度與入射光強之間的關(guān)系稱為光照特性，有時光敏元件的輸出電壓或電流與入射光強之間的關(guān)系也稱為光照特性，它也是光敏元件應(yīng)用設(shè)計時選擇參數(shù)的重要依據(jù)之一。1．光敏電阻光敏電阻又稱光導(dǎo)管, 它幾乎都是用半導(dǎo)體材料制成的光電器件。光照愈強，光生電子—空穴對就越多，阻值就愈低。入射光消失，電子空穴對逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。無光照時, 光敏電阻值（暗電阻）很大, 電路中電流（暗電流）很小。 一般希望暗電阻越大越好, 亮電阻越小越好,此時光敏電阻的靈敏度高。當(dāng)入射光子在本征半導(dǎo)體的pn結(jié)及其附近產(chǎn)生電子—空穴對時，光生載流子受勢壘區(qū)電場作用，電子漂移到n區(qū)，空穴漂移到p區(qū)。光敏二極管基于這一原理。在有光照射時，PN結(jié)附近則受到光子的轟擊，吸收其能量而產(chǎn)生電子（空穴對）。光電流通過外加負載的電阻后產(chǎn)生的電壓信號輸出。為了提高光電轉(zhuǎn)換效率，PN結(jié)的結(jié)深比普通二極管淺，為了防止光的反射，減小暗電流和提高器件的穩(wěn)定性，在器件表現(xiàn)必須涂上一層防反射層。 圖2a光敏二極管的伏安特性曲線 圖2b 光敏二極管的光照特性曲線 3．光敏三極管圖3 光敏三極管原理圖在光敏二極管的基礎(chǔ)上，為了獲得內(nèi)增益，就利用晶體三極管的電流放大作用，用Ge或Si單晶體制造NPN或PNP型光敏三極管。光敏三極管可以等效一個光電二極管與另一個一般晶體管基極和集電極并聯(lián) ：集電極基極產(chǎn)生的電流，輸入到三極管的基極再放大。集電極起雙重作用；把光信號變成電信號起光電二極管作用；使光電流再放大起一般三極管